alpha- и псевдо alpha-СПЛАВЫ
Сплавы, относящиеся к первой группе: alpha-сплавы (BT1-00; ВТ1-0; ВТ5; BT5-1; 4200) и псевдо alpha-сплавы (ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4, ВТ4, ОТ4-2, АТ2, АТЗ, АТ4, ВТ20, ТС5) относятся к малолегированным (J-стабилизирую-щими элементами сплавам с К $ <=0,25. Эти сплавы хорошо свариваются всеми видами сварки, и сварное соединение по прочности и пластичности приближается к основному металлу. Сплавы не требуют обязательного стабилизирующего отжига после сварки. Поскольку в сварном шве возможно наличие пор, то прочность сварного соединения принимается в расчет с коэффициентом ослабления сваркой, равным 0,9-0,95 от прочности основного материала. С повышением прочности сварные соединения этих сплавов становятся более чувствительными к дефектам сварки (порам, концентраторам напряжения и т. п.) и несколько увеличивается разница в прочности и пластичности между сварным соединением и основным металлом.
Технический титан марки ВТ1-00 изготавливают из наиболее чистых сортов титановой губки. Он содержит меньше таких примесей, как углерод, железо, кремний, кислород, чем допускается для других титановых сплавов. Титан марки ВТ1-00 отличается низкими характеристиками прочности и высокой пластичностью. Хорошо деформируется в горячем и холодном состояниях. Из титана марки ВТ1-00 изготавливают практически все виды полуфабрикатов: фольгу, ленту, листы, плиты, поковки, штамповки, профили, трубы, проволоку и т. д. Типичные механические свойства титана марки ВТ1-О0 при комнатной и повышенных температурах приведены в
Технический титан марки ВТ 1-00 в связи с его невысокой прочностью в качестве конструкционного материала применяется ограниченно.
При сварке с присадкой в качестве присадочного материала используют сварочную проволоку из титана ВТ1-00 или ВТ1-0. Сварные соединения титана марки ВТ1-00, полученные АДС Нп с присадкой ВТ1-00, после неполного отжига имеют следующие механические свойства при комнатной температуре: а*=0,9ав основного металла; ан>=9,0 кгс*м/см2, а=180° для листа толщиной 1,5 мм и а=140° для листа толщиной 3,0 мм.
Технический титан марки ВТ1-0 приготовляют из нелегированной губки, несколько уступающей по чистоте титановой губке, применяемой для изготовления титана марки ВТ1-00. Тем не менее содержание примесей в титане марки ВТ1-0 меньше, чем в легированных титановых сплавах. Сплав ВТ1-0 при несколько меньшей пластичности по сравнению с техническим титаном марки ВТ1-00 имеет более высокую прочность и широко при-
меняется как конструкционный материал. Типичные механические свойства при комнатной и повышенных температурах титана марки ВТ1-0 приведены в табл. 28. Титан марки BT1-0 хорошо сваривается всеми видами сварки. Из ВТ 1-0 изготавливают листы, ленту, фольгу, прутки, профили, трубы, проволоку и т. п. Сплав ВТ1-0 применяют в конструкциях, длительно работающих при температурах от -253 до +150° С.
Сварные швы пластичны и допускают значительную холодную деформацию [52]. Пластичность сварного соединения (угол изгиба а) практически не изменяется при нагартовке до 20% (рис. 64). Термической обработки после сварки не требуется. Механические свойства сварных соединений титана марки ВТ1-0, полученные АДС Нп с присадкой, после неполного отжига имеют следующие механические свойства при комнатной температуре: сгв=0,9ав основного металла; ан>=7 кгс*м/см2, а=135° для листа толщиной 1,5 мм и а=110° для листа толщиной 3,0 мм.
При сварке с присадкой в качестве присадочного материала используется сварочная проволока из ВТ1-00 или ВТ1-0.
Сплав марки ВТ5 является типичным однофазным а-титановым сплавом системы Т1-Аl. Из сплава ВТ5 изготавливают поковки; штамповки, кованые и катаные прутки, сварные кольца. Сплав ВТ5 имеет умеренную прочность при невысокой пластичности. Этими объясняется, что из этого сплава не изготавливают листовые
полуфабрикаты.
Сплав ВТ5 хорошо сваривается всеми видами сварки, применяемыми для титана. Предел прочности при кратковременном растяжении и длительная прочность сварного соединения равны 0,9ав и 0,9 а^ основного материала соответственно при всех рабочих температурах. В качестве присадочного материала используют проволоку из титана ВТ1-00 или из сплава ВТ2.
Сплавы с alpha+β-структурой мартенситного типа
В эту группу входят среднелегированные р-стабилизиру-ющими элементами сплавы с Ка =0,3-0,9, термически Упрочняемые путем закалки и старения. Сплавы этой
группы непосредственно после сварки имеют пониженную пластичность сварного соединения в связи с образованием в структуре шва довольно прочной мартенситной а'-фазы. Для восстановления пластичности сварных соединений у сплавов такого типа применяют стабилизирующую термическую обработку, в результате которой а'-фаза превращается в стабильные а+р-составляющие.
Большинство сварных конструкций из а+b-сплавов мартенситного типа изготовляют с прочностью сварных соединений 85-100 кгс/мм2. Реже сварные конструкция подвергают упрочняющей термической обработке на прочность 105-130 кгс/мм2, и тогда швы утолщают и подвергают отжигу, при этом достигается равнопрочность конструкции и обеспечивается достаточная на-дежность сварного соединения.
Сплав ВТ6 - аналог широко применяемого зарубежного сплава Ti-6Аl-4V [2, 121], а также отечественного сплава ВТ6С. Изготавливается сплав в виде листом плит, прутков, поковок, штамповок, сварных колец. Сплав может применяться как в отожженном, так и в I термически упрочненном (закалка+старение) состояниях. Упрочняющей термической обработкой прочности сплава может быть увеличена на 15-20%. Сплав удовлетворительно сваривается всеми видами сварки, применяемыми для титана. Сварное соединение сплава ВТ6 непосредственно после сварки имеет несколько пониженную пластичность. Для восстановления пластичности сварного соединения требуется стабилизирующая термическая обработка. Прочность сварных соединений сплава ВТ6, выполненных ААрДЭС неплавящимся электродом без присадки, составляет после отжига при 760- 800° С и после закалки с 900° С и старения при 500° С в течение 2 ч 95-100 и 105 кгс/мм2 соответственно. Сплав I сваривается со всеми листовыми титановыми сплавами. В качестве присадочного материала используют проволоку из сплавов ВТ1-00, ВТ1-0, ВТ2, СПТ2, ВТ6С.
Сплав ВТ6 применяется для изготовления сварных деталей, длительно работающих в отожженном состояв нии при температурах до 450° С, а в термически упрочненном состоянии - при температурах до 400°С. Сплав ВТ6С рекомендуется для изготовления штампосварных конструкций; работающих длительно при температурах до 400-450° С и кратковременно при температурах до 700-750° С. Предел прочности сварного соединения, выполненного сваркой плавлением, составляет не менее 90% от предела прочности основного металла. При сварке металла большой толщины используют прогрессивные методы сварки, например сварку погруженной дугой; швы сплава ВТ6С, полученные этим способом, равнопрочны отожженному основному металлу, а их ударная вязкость выше на 1,2-4,0 кгс*м/см2. |
